看MMR如何幫助UWB帶通濾波器優(yōu)化性能
圖3:這些圖給出了MMR濾波器(a)在固定d=0.3mm、W=1.2mm和改變L的弱耦合條件下仿真得到的S21幅度、(b)在固定d=0.13mm、L=13.6mm和改變W的弱耦合條件下仿真得到的S21幅度、(c)在固定L=13.6mm、W=1.2mm和改變d的弱耦合條件下仿真得到的S21幅度。
在對(duì)某些方面的輕度調(diào)整確定后,就可以開(kāi)始對(duì)UWB MMR帶通濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)量。圖4給出了所建議的UWB濾波器的頂部和底部視圖。在設(shè)計(jì)中使用商用HFSS 11.0軟件進(jìn)行了仿真和優(yōu)化。該UWB濾波器制造所用的基板的介電常數(shù)為2.2,厚度為0.787mm。濾波器性能采用安杰倫公司提供的型號(hào)為N5230A的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)進(jìn)行測(cè)量。
圖4:這兩張圖顯示了基于MMR的UWB帶通濾波器的頂部(a)和底部(b)。
圖5對(duì)預(yù)測(cè)和測(cè)量的S21(插損)和S11(反射損耗)幅度的頻率響應(yīng)以及群延遲進(jìn)行了比較。預(yù)測(cè)的S參數(shù)證實(shí),新設(shè)計(jì)的UWB濾波器在包括UWB通帶在內(nèi)的寬范圍頻率內(nèi)(3.9-10.7 GHz)具有較高的反射損耗(≥11dB)和較低的插入損耗(<0.8dB=。測(cè)量結(jié)果也表明了良好的反射損耗(≥10dB)和較低的插入損耗(≥1.5dB),其中包括濾波器中使用的SMA連接器損耗。測(cè)量得到的群延遲在0.15ns和0.45nm之間變化,最大變化量是0.3ns,這些數(shù)據(jù)表明建議的UWB濾波器具有良好的線性度。在通過(guò)14GHz的上截止頻帶中的衰耗≥20dB。
圖5:這些圖對(duì)UWB帶通濾波器的(a)S21與S11以及(b)群時(shí)延的測(cè)量和仿真性能進(jìn)行了比較。
總之,我們成功地采用具有雙平行耦合線和矩形槽的均勻MMR實(shí)現(xiàn)了UWB微帶帶通濾波器設(shè)計(jì)。通過(guò)正確調(diào)整矩形槽的長(zhǎng)度(L)、寬度(W)和位置(d),可以重新分配三個(gè)諧振頻率,從而使UWB濾波器取得更好的通帶性能,包括<1.5dB的插入損耗和≥10dB的反射損耗,以及小于0.3ns的群延遲變化。測(cè)量得到的性能指標(biāo)與仿真結(jié)果非常接近。
參考文獻(xiàn):
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作者:W.CHENG, X.H.WANG, Y.TUO, Y.F.BAI, X.W.SHI
評(píng)論